Какая часть воды, находящейся в нагретом электрическом автоклаве, резко испарится при полной разгерметизации автоклава

Тема: Испарение воды из нагретого электрического автоклава

Описание:
При полной разгерметизации нагретого электрического автоклава без предварительного охлаждения и отключенном электрическом питании произойдет резкое испарение части воды, которая находится в автоклаве.

Температура оставшейся воды после испарения будет снижаться до 100 °C, так как это температура кипения воды при атмосферном давлении.

Для расчета массы испарившейся воды можем использовать уравнение теплового баланса.

Можно воспользоваться формулой:

Q = m * (c * ΔT + L)

где:
- Q - выделившееся тепло (равно нулю, так как нет подачи тепла);
- m - масса испарившейся воды (искомое значение);
- c - удельная теплоемкость воды (4,2 кДж/(кг С));
- ΔT - изменение температуры (так как вода превращается в пар, ΔT = 100 - T, где T - начальная температура воды);
- L - удельная теплота парообразования воды (2,3 МДж/кг).

Подставляя известные значения и решая уравнение, мы найдем массу испарившейся воды.

Пример использования:
Пусть начальная температура воды в автоклаве составляет 150 °C.

Тогда ΔT = 100 - 150 = -50 °C

Подставив значения удельной теплоемкости воды (4,2 кДж/(кг С)), изменения температуры (50 °C) и удельной теплоты парообразования воды (2,3 МДж/кг) в уравнение теплового баланса, найдем массу испарившейся воды.

Совет:
Удостоверьтесь, что все единицы измерения в задаче соответствуют друг другу (например, все значения в кДж или МДж). При решении задачи обратите внимание на знак температурного изменения ΔT, он должен соответствовать направлению теплового потока.

Упражнение:
Найдите массу испарившейся воды, если начальная температура воды в автоклаве составляет 120 °C.